基于STC15W408AS单片机设计的一款4-20MA或者0-5V转485数据变送器电路分享 -

标题: 基于STC15W408AS单片机设计的一款4-20MA或者0-5V转485数据变送器电路分享 [打印本页]

作者: 电子爱好者999 时间: 2023-7-3 10:38
标题: 基于STC15W408AS单片机设计的一款4-20MA或者0-5V转485数据变送器电路分享

【声明】此程序仅用于学习与参考！
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/********************************************************************
                        宏定义
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#include<STC15W408AS.h>             //库文件
#include<intrins.h>
#define uchar unsigned char//宏定义无符号字符型
#define uint unsigned int  //宏定义无符号整型
#define ADC_POWER 0x80          //ADC 电源控制位
#define ADC_FLAG 0x10          //ADC 转换结束标志位
#define ADC_START 0x08          //ADC 开始转换控制位
#define ADC_SPEEDLL 0x00          //210 个时钟周期转换一次
#define ADC_SPEEDL  0x20          //420 个时钟周期转换一次
#define ADC_SPEEDH  0x40          //630 个时钟周期转换一次
#define ADC_SPEEDHH 0x60          //840 个时钟周期转换一次

typedef unsigned char  INT8U;
typedef unsigned int INT16U;
#define ENABLE_ISP 0x82 //系统工作时钟<20MHz 时，对IAP_CONTR 寄存器设置此值
#define WD1 0x5a //使用STC11xx系列单片机时，先写入0x5a，然写入0xa5
#define WD2 0xa5
char IAPAddr=0;
/********************************************************************
                        初始定义
*********************************************************************/
code uchar seg7code[10]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F}; //显示段码数码管字跟
/********************************************************************
                        I/O定义
*********************************************************************/
bit z=0,ba=0,k=0,zs=0,kk=0,sd=0,sd1=0;
uchar y=0,smg2=0,s1=0,s2=0,ii=0,dat3=0,dat4=0,dat5=0,h_1=0,l_1=0;
uint s=0,bai=0,shi=0,ge=0,js=0,js1=0,js2=0,js3=0,dat=0,dat1=0,dat2=0,h_2=0,l_2=0;
sbit aj1=P3^1;
sbit aj2=P3^0;
sbit out=P3^4;
sbit L1=P3^5;//数码管位控制
sbit L2=P3^6;//数码管位控制
sbit L3=P3^7;//数码管位控制
sbit dp=P3^3;//小数点
sbit btv_1=P5^4;
sbit btv_2=P5^5;
sbit zc=P3^2;

bit kt=0,kt_1=0,bz=0,bz2=0;bz3=0;//超设定值发送标志位,bz2数码管闪烁标志位
bit bb_1=0,bb_2=0,bb_3=0,bb_4=0;//调整波特率标志位
uchar ss=0,hz=0,lz=0;
uchar trg=0,trg_1=0,cont=0,cont_1=0;
uchar ReadData=0,ReadData_1=0;

bit flagOnceTxd = 0;  //单次发送完成标志，即发送完一个字节
bit cmdArrived = 0; //命令到达标志，即接收到上位机下发的命令
unsigned char cntRxd = 0;
unsigned char pdata bufRxd[30]; //串口接收缓冲区
void UartDriver();
unsigned char UartRead(unsigned char *buf, unsigned char len);
void UartWrite(unsigned char *buf, unsigned char len);
void UartRxMonitor(unsigned char ms);
/********************************************************************
                        16进制转10进制函数
*********************************************************************/
void HexToDec(uchar redat)
{
h_1 = redat>>4;
l_1 = redat&0x0f;
switch(h_1)
{
case 0:h_1=0;break;
case 1:h_1=1;break;
case 2:h_1=2;break;
case 3:h_1=3;break;
case 4:h_1=4;break;
case 5:h_1=5;break;
case 6:h_1=6;break;
case 7:h_1=7;break;
case 8:h_1=8;break;
case 9:h_1=9;break;
default:break;
}
switch(l_1)
{
case 0:l_1=0;break;
case 1:l_1=1;break;
case 2:l_1=2;break;
case 3:l_1=3;break;
case 4:l_1=4;break;
case 5:l_1=5;break;
case 6:l_1=6;break;
case 7:l_1=7;break;
case 8:l_1=8;break;
case 9:l_1=9;break;
default:break;
}

}
/********************************************************************
                        10进制转10进制函数
*********************************************************************/
void HexToHex(uchar redat)
{
h_2 = redat/10;
l_2 = redat%10;
switch(h_2)
{
case 0:h_2=0x00;break;
case 1:h_2=0x10;break;
case 2:h_2=0x20;break;
case 3:h_2=0x30;break;
case 4:h_2=0x40;break;
case 5:h_2=0x50;break;
case 6:h_2=0x60;break;
case 7:h_2=0x70;break;
case 8:h_2=0x80;break;
case 9:h_2=0x90;break;
default:break;
}
switch(l_2)
{
case 0:l_2=0x00;break;
case 1:l_2=0x01;break;
case 2:l_2=0x02;break;
case 3:l_2=0x03;break;
case 4:l_2=0x04;break;
case 5:l_2=0x05;break;
case 6:l_2=0x06;break;
case 7:l_2=0x07;break;
case 8:l_2=0x08;break;
case 9:l_2=0x09;break;
default:break;
}

}
/********************************************************************
                        E2P函数
*********************************************************************/
union union_temp16
{
INT16U un_temp16;
INT8U  un_temp8[2];
}my_unTemp16;

INT8U Byte_Read(INT16U add);             //读一字节，调用前需打开IAP 功能
void Byte_Program(INT16U add, INT8U ch);  //字节编程，调用前需打开IAP 功能
void Sector_Erase(INT16U add);          //擦除扇区
void IAP_Disable();                      //关闭IAP 功能
/********************************************************************
                     AD转换初始化程序
*********************************************************************/
void InitADC()
{
P1ASF = 0x80;    //设置P1.7口AD转换，必须加
P1M0=0X80;
P1M1=0X80;       //设置P1.7口为开漏模式，使用AD功能
ADC_RES = 0;                //AD数据寄存器清空
ADC_CONTR = ADC_POWER | ADC_SPEEDLL;//打开AD电源，转换周期210
_nop_();                      //延时一个机器周期
_nop_();
_nop_();                      //延时一个机器周期
}
/********************************************************************
                     AD转换控制程序
*********************************************************************/
uchar ADCRead(uchar px)    //转换输出的数据（PX为通道口）
{
ADC_CONTR = ADC_POWER | ADC_SPEEDLL |px| ADC_START;//开始转换
_nop_();                      //延时一个机器周期
_nop_(); //延时一个机器周期
_nop_(); //延时一个机器周期
_nop_(); //延时一个机器周期
while (!(ADC_CONTR & ADC_FLAG));//等待转换结束
ADC_CONTR &= ~ADC_FLAG;       //关闭AD转换
return ADC_RES;             //返回数据
}
/*******************************************************************
*                      读取按键状态
********************************************************************/
void KeyRead()//读取按键IO口函数
{
   ReadData = aj1^0xff;  // 读取按键状态取反后赋值给ReadData
   trg = ReadData & (ReadData ^ cont);  //trg短按，每按下按键trg=1；抬手后为trg=0，长按为trg=0
   cont = ReadData; //cont长按，长按cont=1，抬手后cont=0

   ReadData_1 = aj2^0xff;  // 读取按键状态取反后赋值给ReadData
   trg_1 = ReadData_1 & (ReadData_1 ^ cont_1);  //trg短按，每按下按键trg=1；抬手后为trg=0，长按为trg=0
cont_1 = ReadData_1; //cont长按，长按cont=1，抬手后cont=0
}
/*******************************************************************
*                      按键
********************************************************************/
void key_1()
{
  if(trg & 0x01) //短按
  {
   kt_1=0;
   kt=1; //这是短按标志位，kt=1说明短按了
  }
  if((aj1!=0)&&(kt==1))//判断
{
   z=1; // 选位标志位
   y++; //选位
   out=1;
   if(y==4)
   {
   z=0;
   k=1;
   y=0;
//    s=s1+s2+s3;
   }
   kt=0;
}    // 短按

}

void key_2()
{
  if(trg_1 & 0x01) //短按
  {
   kt=0;
   kt_1=1; //这是短按标志位，kt=1说明短按了
  }
  if((aj2!=0)&&(kt_1==1))//判断
{
   if(y==1)
   {
   s1++;
   if(s1>9)
      {
   s1=0;
}
   }
   if(y==2)
   {
   s2+=10;
   if(s2>20)
      {
   s2=0;
}
   }
   s=s1+s2;
   kt_1=0;
}    // 短按
}
/*******************************************************************
*                      串口驱动
********************************************************************/
void UartDriver() //串口驱动函数，检测接收到的命令并执行相应动作
{
unsigned char len;
xdata unsigned char buf[30];
if (cmdArrived) //有命令到达时，读取处理该命令
{
      cmdArrived = 0;
      len = UartRead(buf, sizeof(buf)); //将接收到的命令读取到缓冲区中

if ((buf[0] == 0xAA)&&(buf[1] == ss)&&(buf[2] == 0x01)&&(buf[4] == 0xBB)&&(len == 5))  //修改板子地址
{
   ss=buf[3];k=1;
   buf[0] = 0xAA;
   buf[1] = ss;
   buf[2] = 0x01;
   buf[3] = 0x01;
   buf[4] = 0xBB;
   len = 5;
   UartWrite(buf, len);
}

if((buf[0] == 0xAA)&&(buf[1] == ss)&&(buf[2] == 0x06)&&(buf[3] == 0x01)&&(buf[4] == 0xBB)&&(len == 5)) //查询温度
{
      HexToDec(dat1);
   dat3 = h_1*16+l_1;    //转换为10进制
   h_1=0;l_1=0;
   HexToHex(dat3);    //10进制转换为16进制
   dat4 = h_2|l_2;
   h_2=0;l_2=0;
        buf[0] = 0xAA;
   buf[1] = ss;
   buf[2] = 0x06;
   buf[3] = dat4;
   buf[4] = 0xBB;
   len = 5;
   UartWrite(buf,len);

}

if ((buf[0] == 0xAA)&&(buf[1] == 0x00)&&(buf[2] == 0x00)&&(buf[3] == 0x00)&&(buf[4] == 0xBB)&&(len == 5))  //查询板子地址
{
   buf[0] = 0xAA;
   buf[1] = ss;
   buf[2] = 0x00;
   buf[3] = 0x00;
   buf[4] = 0xBB;
   len = 5;
   UartWrite(buf, len);
}
}
}
/*******************************************************************
*                      定时器配置
********************************************************************/
void ConfigTimer0(){
TMOD=0x01;//将定时器0,1都设置为模式1
TH0=0XFC;//1ms
TL0=0X66;
TR0=1;//开启定时器0
ET0=1;//开定时器0的中断
EA=1;//开总中断
}

/*******************************************************************
*                      串口配置
********************************************************************/
void ConfigUART()  //串口配置函数，baud为波特率
{
SCON = 0x50; //8位数据,可变波特率
AUXR |= 0x01; //串口1选择定时器2为波特率发生器
AUXR |= 0x04; //定时器2时钟为Fosc,即1T
T2L = lz; //设定定时初值
T2H = hz; //设定定时初值
AUXR |= 0x10; //启动定时器2
ES  = 1;    //使能串口中断
}
/*******************************************************************
*                      显示
********************************************************************/
void led(uint date)
{
bai=date/100;
shi=date%100/10;
ge=date%10;
}
/*******************************************************************
*                      t0定时器
********************************************************************/
void timer0() interrupt 1
{
TH0=0XFC;//1ms
TL0=0X66;
UartRxMonitor(1);  //串口接收监控
KeyRead(); //按键扫描
js++;
if(js==200){ba=1;js=0;} //200ms采集一次温度数据
if(sd==1){js1++;if(js1==2000){js1=0;kk=1;}}//主动模式发送模式2s发送一次温度数据
if(sd1==1){js2++;if(js2==1000){js2=0;kk=1;}}//超设定值发送模式1s发送一次温度数据
if(bz2==1){js3++;if(js3==300){z=1;smg2=5;bz3=1;}if(js3==600){z=0;smg2=0;js3=0;}}//数码管闪烁
if(z==0)
   {
   smg2++;
   }else{
   smg2=y;//让逐个显示位
   }

      switch(smg2){    //数码管扫描
/**************数码管-开始*****************/
   case 1:  P1=seg7code[ge];L3=1;L2=1;L1=0;dp=0;break;//从P2进P0出
   case 2:  P1=seg7code[shi];L3=1;L2=0;L1=1;dp=0;break;
   case 3:  P1=seg7code[bai]; L3=0;L2=1;L1=1;dp=0;break;
/**************数码管-结束*****************/
   default: smg2=0; L3=1;L2=1;L1=1; break;
   }
}
/********************************************************************
                        主函数
*********************************************************************/
void main()
{
hz=0xFE;lz=0xE0; //9600
  ConfigTimer0(); //定时器初始化
  ConfigUART();
InitADC();    //AD初始化
P1M0 = 0xff; //设置强推挽和开漏模式
P1M1 = 0x80;
P3M0 = 0x08; //小数点使用
P3M1 = 0x00;
if(Byte_Read(0X0001)==0xff){ss=0;s1=0;s2=0;}//首次读取，如果读到0xFF说明没有存过数据，直接付给00值
else
{
   ss=Byte_Read(0X0001);//板子地址
   s1=Byte_Read(0X0002);//按键设定值
   s2=Byte_Read(0X0003);//按键设定值
}
s2=s2*10;
s=s2+s1;  //按键设定值
while(1)
{
   if((btv_1 == 0)&&(btv_2 == 0)&&(bb_1 == 0)){hz=0xFF;lz=0x70;ConfigUART();bb_1=1;bb_2=0;bb_3=0;bb_4=0;}  //波特率设置两个拨码开关拨上去19200
   if((btv_1 == 0)&&(btv_2 == 1)&&(bb_2 == 0)){hz=0xFB;lz=0x80;ConfigUART();bb_1=0;bb_2=1;bb_3=0;bb_4=0;}  //波特率设置2400
   if((btv_1 == 1)&&(btv_2 == 0)&&(bb_3 == 0)){hz=0xFD;lz=0xC0;ConfigUART();bb_1=0;bb_2=0;bb_3=1;bb_4=0;}  //波特率设置4800
   if((btv_1 == 1)&&(btv_2 == 1)&&(bb_4 == 0)){hz=0xFE;lz=0xE0;ConfigUART();bb_1=0;bb_2=0;bb_3=0;bb_4=1;} //波特率设置都不拨 9600

   if(ba==1){dat=((ADCRead(7)*51)/255);dat1=dat*100/249;ba=0;} //51是单片机的工作电压，单片机的工作电压是多少这个就是多少

   if((y==0)&&(z==0)){led(dat1);} //zs标志位控制小数点
   if(y==1){zs=0;led(s1);}
   if(y==2){zs=0;led(s2);}
   if(y==3){zs=0;z=0;led(s);} //显示设定时间
   if(dat1>s){sd1=1;bz=1;bz2=1;}else{sd1=0;bz=0;bz2=0;}//当温度超过设定温度时主动发送电流数据
   if((bz2==0)&&(bz3==1)){z=0;bz3=0;} //bz3防止数码闪烁后变黑不亮标志位
   if((zc==0)&&(bz==0)){sd=1;}else{sd=0;} //主从模式
   key_1();
   key_2();
   UartDriver();
   if(kk==1)
   {
   unsigned char len;
      xdata unsigned char buf[10];
HexToDec(dat1); //16进制转10进制
dat3 = h_1*16+l_1;
h_1=0;l_1=0;
HexToHex(dat3);
dat4 = h_2|l_2;//10进制转16进制
      h_2=0;l_2=0;
buf[0]=0xAA;  //起始位
buf[1]=ss;    //地址位
buf[2]=0x06;  //功能位
buf[3]=dat4;  //电流值
buf[4]=0xBB;  //结束位
len=5;
UartWrite(buf,len);
kk=0;
   }
   if(k==1)    //存储板子地址
   {
      Sector_Erase(0);
   Byte_Program(0x0001,ss);  //写入扇区
   Byte_Program(0x0002,s1);  //写入扇区
   Byte_Program(0x0003,(s2/10));  //写入扇区
   k=0;
   }
}

}

/*******************************************************************
*                      串口读，写
********************************************************************/
void InterruptUART() interrupt 4  //UART中断服务函数
{
         if (RI)  //接收到字节
{
      RI = 0; //手动清零接收中断标志位
      if (cntRxd < sizeof(bufRxd)) //接收缓冲区尚未用完时，
      {
         bufRxd[cntRxd++] = SBUF; //保存接收字节，并递增计数器
      }
         }
         if (TI)  //字节发送完毕
{
            TI = 0; //手动清零发送中断标志位
      flagOnceTxd = 1;  //设置单次发送完成标志
}
}

unsigned char UartRead(unsigned char *buf, unsigned char len) //串口数据读取函数，数据接收指针buf，读取数据长度len，返回值为实际读取到的数据长度
{
unsigned char i=0;

if (len > cntRxd) //读取长度大于接收到的数据长度时，
{
      len = cntRxd; //读取长度设置为实际接收到的数据长度
}
for (i=0; i<len; i++) //拷贝接收到的数据
{
      *buf = bufRxd[ i];
      buf++;
}
cntRxd = 0;  //清零接收计数器

return len;  //返回实际读取长度
}

void UartWrite(unsigned char *buf, unsigned char len) //串口数据写入函数，即串口发送函数，待发送数据指针buf，数据长度len
{
while (len--) //发送数据
{
      flagOnceTxd = 0;
      SBUF = *buf;
      buf++;
      while (!flagOnceTxd);
}
}

void UartRxMonitor(unsigned char ms)  //串口接收监控函数
{
static unsigned char cntbkp = 0;
static unsigned char idletmr = 0;
if (cntRxd > 0)  //接收计数器大于零时，监控总线空闲时间
{
      if (cntbkp != cntRxd)  //接收计数器改变，即刚接收到数据时，清零空闲计时
      {
         cntbkp = cntRxd;
         idletmr = 0;
      }
      else
      {
         if (idletmr < 5)  //接收计数器未改变，即总线空闲时，累积空闲时间
         {
            idletmr += ms;
            if (idletmr >= 5)  //空闲时间超过4个字节传输时间即认为一帧命令接收完毕
            {
                  cmdArrived = 1; //设置命令到达标志
            }
         }
      }
}
else
{
      cntbkp = 0;
}
}
//读一字节，调用前需打开IAP 功能，入口:DPTR = 字节地址，返回:A = 读出字节
INT8U Byte_Read(INT16U add)
{
IAP_DATA = 0x00;
IAP_CONTR = ENABLE_ISP;       //打开IAP 功能, 设置Flash 操作等待时间
IAP_CMD = 0x01;                //IAP/ISP/EEPROM 字节读命令

my_unTemp16.un_temp16 = add;
IAP_ADDRH = my_unTemp16.un_temp8[0]; //设置目标单元地址的高8 位地址
IAP_ADDRL = my_unTemp16.un_temp8[1]; //设置目标单元地址的低8 位地址

//EA = 0;
IAP_TRIG = WD1; //先送 WD1,再送WD2 到ISP/IAP 触发寄存器,每次都需如此
IAP_TRIG = WD2; //送完WD2 后，ISP/IAP 命令立即被触发起动
_nop_();
//EA = 1;
IAP_Disable();  //关闭IAP 功能, 清相关的特殊功能寄存器,使CPU 处于安全状态,
                  //一次连续的IAP 操作完成之后建议关闭IAP 功能,不需要每次都关
return (IAP_DATA);
}
/*********************************************************************************************/
//字节编程，调用前需打开IAP 功能，入口:DPTR = 字节地址, A= 须编程字节的数据
void Byte_Program(INT16U add, INT8U ch)
{
IAP_CONTR = ENABLE_ISP;       //打开 IAP 功能, 设置Flash 操作等待时间
IAP_CMD = 0x02;                //IAP/ISP/EEPROM 字节编程命令

my_unTemp16.un_temp16 = add;
IAP_ADDRH = my_unTemp16.un_temp8[0]; //设置目标单元地址的高8 位地址
IAP_ADDRL = my_unTemp16.un_temp8[1]; //设置目标单元地址的低8 位地址

IAP_DATA = ch;                //要编程的数据先送进IAP_DATA 寄存器
//EA = 0;
IAP_TRIG = WD1; //先送 WD1,再送WD2 到ISP/IAP 触发寄存器,每次都需如此
IAP_TRIG = WD2; //送完WD2 后，ISP/IAP 命令立即被触发起动
_nop_();
//EA = 1;
IAP_Disable();  //关闭IAP 功能, 清相关的特殊功能寄存器,使CPU 处于安全状态,
                  //一次连续的IAP 操作完成之后建议关闭IAP 功能,不需要每次都关
}
/*********************************************************************************************
//擦除扇区, 入口:DPTR = 扇区地址 */
void Sector_Erase(uint addr)
{
IAP_CONTR = ENABLE_ISP;       //打开IAP 功能, 设置Flash 操作等待时间
IAP_CMD = 3;                //IAP/ISP/EEPROM 扇区擦除命令

// my_unTemp16.un_temp16 = add;
IAP_ADDRH = addr>>8; //设置目标单元地址的高8 位地址
IAP_ADDRL = addr; //设置目标单元地址的低8 位地址

IAP_TRIG = 0x5a; //先送 WD1,再送WD2 到ISP/IAP 触发寄存器,每次都需如此
IAP_TRIG = 0xa5; //送完WD2 后，ISP/IAP 命令立即被触发起动
_nop_();
//EA = 1;
IAP_Disable();  //关闭IAP 功能, 清相关的特殊功能寄存器,使CPU 处于安全状态,
                  //一次连续的IAP 操作完成之后建议关闭IAP 功能,不需要每次都关
}
/*********************************************************************************************/
void IAP_Disable()
{
//关闭IAP 功能, 清相关的特殊功能寄存器,使CPU 处于安全状态,
//一次连续的IAP 操作完成之后建议关闭IAP 功能,不需要每次都关
IAP_CONTR = 0;    //关闭IAP 功能
IAP_CMD = 0;    //清命令寄存器,使命令寄存器无命令,此句可不用
IAP_TRIG  = 0;    //清命令触发寄存器,使命令触发寄存器无触发,此句可不用
IAP_ADDRH = 0x80;
IAP_ADDRL = 0;
}
/*********************************************************************************************/